مقدمه‌ای بر القای زخم معده در جوندگان
زخم معده، فرسایش یا ضایعات موضعی مخاط معده یا دوازدهه هستند که در اثر عدم تعادل بین عوامل تهاجمی و مکانیسم‌های محافظتی پوشش دستگاه گوارش ایجاد می‌شوند.
در انسان، زخم‌ها اغلب با عفونت هلیکوباکتر پیلوری، مصرف مزمن داروهای ضدالتهاب غیراستروئیدی (NSAIDs)، سوءمصرف الکل، استرس یا افزایش ترشح اسید مرتبط هستند.
تخریب سد مخاطی منجر به قرار گرفتن سلول‌های اپیتلیال در معرض اسید معده و پپسین می‌شود و باعث التهاب، مرگ سلولی و در موارد شدید، سوراخ شدن یا خونریزی می‌شود.
برای بررسی مکانیسم ایجاد زخم و عوامل موثر در ایجاد آن و همینطور رویکرد های دارویی و پزشکی جهت درمان آن ، محققان مدل های حیوانی زخم معده را ایجاد می کنند.
در این مدل ها شرایط شبیه به بیماری زخم معده انسان شبیه سازی شده است.
روش‌های مختلفی از طریق مکانیسم‌هایی مانند آسیب شیمیایی، کاهش تولید مخاط، ایسکمی ناشی از استرس یا مهار پروستاگلاندین، باعث ایجاد زخم معده می‌شوند.
انواع روش های القای زخم معده در جوندگان
القای زخم معده با استفاده از ایندومتاسین (مدل NSAID)
یکی از مدل های آزمایشگاهی زخم معده ، مدل القا شده با ایندومتاسین، یک داروی ضدالتهاب غیراستروئیدی قوی، است.داروهای ضدالتهاب غیراستروئیدی (NSAIDs) ، دارو های شناخته شده ای هستندکه باعث ایجاد زخم معده در انسان می‌شوند و اثرات زخم آن ها تا حد زیادی از طریق مهار آنزیم‌های سیکلواکسیژناز (COX) که برای سنتز پروستاگلاندین‌ها ضروری هستند، اعمال می‌شود.پروستاگلاندین‌ها با تحریک ترشح موکوس و بی‌کربنات، افزایش جریان خون مخاطی و افزایش ترمیم سلول‌های اپیتلیال، نقش مهمی در حفظ یکپارچگی مخاط معده دارند.
ایندومتاسین اکثرا به صورت زیر جلدی یا خوراکی به موش صحرایی یا موش سوری تجویز می شود و باعث کاهش چشمگیر در سطح پروستاگلاندین می شود.
در نتیجه، سد مخاطی محافظ ضعیف می‌شود و معده را در برابر آسیب ناشی از اسید آسیب‌پذیر می‌کند.بدون محافظت با واسطه پروستاگلاندین، اپیتلیوم معده دچار ایسکمی، افزایش استرس اکسیداتیو و افزایش نفوذ لکوسیت‌ها می‌شود.
این وقایع معمولاً ظرف ۴ تا ۶ ساعت پس از تجویز، منجر به فرسایش مخاط و تشکیل زخم می‌شوند.
ایندومتاسین همچنین با افزایش چسبندگی نوتروفیل‌ها به اندوتلیوم عروقی، که باعث اختلال در گردش خون و افزایش تولید گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) می‌شود، در ایجاد زخم نقش دارد.
استرس اکسیداتیو آسیب مخاطی را بیشتر تشدید می‌کند و پاسخ التهابی را تقویت می‌کند. در دوزهای بالاتر، ایندومتاسین ممکن است مستقیماً به غشاهای میتوکندری در سلول‌های اپیتلیال معده آسیب برساند و منجر به آپوپتوز و آتروفی مخاط شود.
معمولاً ایندومتاسین با دوزهای 20 تا 40 میلی‌گرم بر کیلوگرم در موش‌های صحرایی (برای موش‌های سوری کمتر) تجویز می‌شود و زخم‌ها را می‌توان با بررسی ماکروسکوپی یا بررسی بافت‌شناسی مشاهده کرد.
با استفاده از نشانگر های استرس اکسیداتیو مثل مالون دی آلدئید (MDA) و گلوتاتیون (GSH) می توان شدت زخم را اندازه گیری کرد.این مدل القا شده توسط NSAID به طور گسترده برای ارزیابی داروهای ضد زخم، به ویژه آنالوگ‌های پروستاگلاندین، آنتی‌اکسیدان‌ها، آنتاگونیست‌های گیرنده H2 و مهارکننده‌های پمپ پروتون (PPI) استفاده می‌شود.
این مدل با توجه به شباهت آن به زخم‌های ناشی از NSAID در انسان، اهمیت بالینی آن بالا است. اما باید توجه داشت که دوز دارو به درستی تنظیم و تجویز شود تا از سمیت سیستمیک یا عوارض کلیوی جلوگیری شود.
مدل زخم ناشی از استرس (استرس ناشی از غوطه‌وری در آب)
یکی دیگر از روش‌های پرکاربرد برای القای زخم معده در جوندگان، اعمال استرس روانی و جسمی، به ویژه از طریق مدل استرس غوطه‌وری در آب (WIRS) است.
این روش مبتنی بر این مشاهده است که استرس شدید می‌تواند تنظیم خودکار مخاط معده را مختل کند و منجر به آسیب ایسکمی-ریپرفیوژن، افزایش ترشح اسید و سرکوب تولید مخاط شود ، که همه این ها در ایجاد زخم معده نقش دارند.
در این مدل، حیوان (معمولاً موش) در یک لوله استوانه‌ای تنگ یا وسیله‌ای بی‌حرکت‌کننده برای جلوگیری از حرکت مهار می‌شود و سپس تا حدی در آب سرد (تقریباً ۲۰ تا ۲۳ درجه سانتیگراد) غوطه‌ور می‌شود، به طوری که سطح آب به زائده زایفوئید برسد.
مدت زمان غوطه‌وری در آب معمولاً ۴ تا ۶ ساعت طول می‌کشد. در طول این دوره، حیوان به دلیل ترکیبی از بی‌حرکتی، قرار گرفتن در معرض سرما و محرومیت حسی، استرس شدیدی را تجربه می‌کند که محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال (HPA) را فعال می‌کند.
پاسخ استرس منجر به آزادسازی مقادیر زیادی گلوکوکورتیکوئیدها، کاتکول‌آمین‌ها و سیتوکین‌های پیش‌التهابی مانند IL-6 و TNF-α می‌شود. این تغییرات هورمونی و عصبی منجر به انقباض شدید عروق مخاط معده شده و منجر به ایسکمی می‌شود. پس از حذف عامل استرس‌زا، آسیب ناشی از خون‌رسانی مجدد، تولید ROS را بیشتر تقویت کرده و باعث آپوپتوز و نکروز در سلول‌های مخاطی می‌شود.
در بررسی هیستولوژیکال (بافتی) زخم معده ناشی از غوطه وری در آب ، زخم های متعدد، فرسایش اپیتلیال،تجمع عروق و نفوذ نوتروفیلی دیده می شود.
ضایعات عمدتاً در نواحی فوندیک و بدنه معده قرار دارند و اغلب ویژگی‌های گاستریت حاد خونریزی‌دهنده را نشان می‌دهند. محققان اغلب ضخامت مخاط، محتوای مخاط، پارامترهای استرس اکسیداتیو و سیتوکین‌های التهابی را برای ارزیابی میزان آسیب اندازه‌گیری می‌کنند.
این مدل به ویژه برای درک ارتباط بین استرس روانی و بیماری‌های دستگاه گوارش، از جمله در بیماران مبتلا به سندرم روده تحریک‌پذیر، بیماری زخم معده و بیماری‌های مخاطی مرتبط با استرس در بخش‌های مراقبت‌های ویژه، ارزشمند است.
همچنین روشی مناسب برای ارزیابی درمان‌های کاهش‌دهنده استرس، آداپتوژن‌ها و محصولات طبیعی با ویژگی ضد زخم معده است.
مدل زخم معده ناشی از اتانول
یکی از روش های شیمیایی و پرکاربرد برای القای زخم معده در جوندگان، تجویز خوراکی اتانول مطلق یا محلول‌های اتانول با غلظت بالا است. برای القا بیماری زخم معده، اصولا اتانول مطلق یا اتانول با درصد بالا به صورت خوراکی از طریق گاواژ، معمولاً در حجم‌های ۰.۵ تا ۱ میلی‌لیتر به ازای هر موش، تجویز می‌شود.
ضایعات معمولاً ظرف ۳۰ تا ۶۰ دقیقه ایجاد می‌شوند، که آن را به یک مدل سریع و مؤثر برای ارزیابی آسیب حاد مخاطی تبدیل می‌کند. در برخی موارد، از ترکیب اتانول واسید )اتانول + (HCl برای تشدید آسیب استفاده می‌شود.
این روش آسیب حاد مخاطی و زخم معده را همانند آسیب معده انسان ناشی از الکل القا می کند.
اتانول، هنگامی که مستقیماً وارد معده می‌شود، اثر خورندگی مستقیمی بر مخاط معده دارد. این ماده به لایه مخاطی محافظ نفوذ می‌کند و به سرعت لایه های فسفولیپید سلول‌های اپیتلیال را تخریب می کند. این امر منجر به افزایش نفوذپذیری غشای سلولی، اضافه بار کلسیم داخل سلولی و اختلال عملکرد میتوکندری می‌شود.
این وقایع سلولی در مجموع باعث تورم سلولی، آپوپتوز و در موارد شدید، نکروز سلول‌های اپیتلیال سطحی و سلول‌های غده‌ای می‌شوند.
علاوه بر اثرات سیتوتوکسیک، اتانول به طور قابل توجهی سطح پروستاگلاندین‌ها را کاهش می‌دهد، که نقش کلیدی در حفظ جریان خون مخاطی و ترشح مخاط دارند.
همچنین سنتز موکوس را سرکوب می‌کند و در نتیجه لایه مخاطی محافظ را نازک می‌کند. آسیب ناشی از اتانول با تولید بیش از حد گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) و پراکسیداسیون لیپیدها که باعث تخریب ساختاری غشاهای سلولی و ایجاد التهاب می‌شوند.
بعد از تجویز اتانول به مدل آزمایشگاهی و ورود اتانول به معده ، مست سل ها دگرانوله شده و باعث تحریک ترشح واسطه های التهابی مثل هیستامین و لکوترین ها می شود.
نوتروفیل‌ها و مونوسیت‌ها به مخاط آسیب‌دیده نفوذ می‌کنند و آنزیم‌های پروتئولیتیک و سیتوکین‌های پیش‌التهابی آزاد می‌کنند که ناحیه ضایعه را بیشتر گسترش می‌دهند.
از نظر ماکروسکوپی، زخم‌های ناشی از اتانول به صورت نوارهای ملتهب خونی در ناحیه غده‌ای معده ظاهر می‌شوند.
در بررسی های بافتی و میکروسکوپی؛ ادم زیر مخاط، نفوذ لکوسیت‌ها و گاهی اوقات نکروز بافت قابل مشاهده است.
آنالیز های دیگر جهت بررسی پیشرفت بیماری بررسی نشانگر هایی مثل مالون دی آلدئید (MDA) برای پراکسیداسیون لیپید، گلوتاتیون احیا شده (GSH) برای کاهش آنتی‌اکسیدان و سنجش محتوای مخاط است.
از محدودیت های این روش می توان به ماهیت تهاجمی آن اشاره کرد که ممکن است به طور کامل مکانیسم بیماری مزمن را ایجاد نکند.
با این وجود به دلیل ثبات و پاسخگویی به روش های درمانی، یکی از روش های مهم القا بیماری زخم معده در مطالعات بیماری های گوارشی می باشد.
همچنین بخوانید:
- خدمات القا انواع بیماری و ایجاد حیوان مدل
- دوره کارآموزی کار با حیوانات آزمایشگاهی
- خرید انواع رت و موش آزمایشگاهی
